UVC LED La puce comme une efficacité élevée, Source de lumière UV écologique, Dans stérilisation désinfection, Purification de l'eau, Un large éventail d'applications prometteuses dans des domaines tels que le médical. Cependant, Le problème de l'atténuation de l'efficacité lumineuse a été un goulot d'étranglement clé qui conditionne son développement et son application. Comprendre en profondeur UVC LED Mécanisme physique de l'atténuation de l'effet lumineux de la puce, Pour améliorer ses performances, Prolonger la durée de vie est important.
Atténuation de l'efficacité lumineuse induite par des changements dans les caractéristiques du matériau
UVC LED Le matériau de base de la puce est un semi - conducteur à large bande interdite, Comme le Nitrure d'aluminium et de gallium (AlGaN) . Les variations des caractéristiques du matériau lui - même sont l'une des principales causes de l'atténuation de l'effet lumineux.
Dans un long processus de travail, AlGaN Les matériaux subissent une évolution défectueuse. Des espaces vides sont inévitablement créés pendant la croissance des cristaux, Défauts natifs tels que dislocation, Tandis que sous l'effet de l'injection de courant et de l'augmentation de la température, Ces défauts subissent une migration, Agrégation et prolifération. Le Mouvement des espaces vides pourrait former de nouveaux centres Composites, La multiplication des dislocations entraîne alors une probabilité accrue de recombinaison non radiative des porteurs, Réduire le nombre de porteurs initialement utilisés pour la luminescence, Réduit ainsi l'efficacité lumineuse.
En outre, L'hétérogénéité des composants du matériau aggrave également l'atténuation de l'effet lumineux. AlGaN Aluminium dans le matériau (Al) La distribution inégale des composants provoque des fluctuations dans la largeur de la bande interdite, Formation de puits de potentiel ou de barrières localisés. Les porteurs sont capturés par ces champs potentiels locaux pendant le transport, Possibilité accrue de recombinaison non radiative, Ce qui entraîne une diminution de l'efficacité lumineuse. Et aussi, L'hétérogénéité des composants affecte également les propriétés optiques du matériau, Faire dériver la longueur d'onde lumineuse, Réduire encore l'efficacité lumineuse du dispositif.
Interface d'hétérojonction et dégradation de la structure du puits quantique
UVC LED Les puces adoptent généralement une structure à puits quantiques multiples, Les puits quantiques sont des zones clés pour une Luminescence efficace, Et la qualité de l'interface d'hétérojonction a un impact important sur les performances du puits quantique.
La désadaptation du réseau au niveau de la surface de jonction hétérogène crée des contraintes, Dans un long processus de travail, La libération du stress provoque des défauts à l'interface. Ces défauts d'interface deviennent des centres composites de porteurs, Faire une recombinaison non radiative des porteurs avant qu'ils n'atteignent le puits quantique, Réduit l'efficacité lumineuse des puits quantiques. En même temps, Les défauts d'interface affectent également le transport des porteurs entre les hétérojonctions, Augmentation de la résistance à la transmission des porteurs, Intensifier davantage l'atténuation de l'effet lumineux.
La dégradation de la structure des puits quantiques est également un facteur important dans l'atténuation de l'effet lumineux. Sous l'effet du courant et de la température, La largeur et la profondeur des puits quantiques changent. L'augmentation de la largeur du puits quantique entraîne un affaiblissement de l'effet limitant des porteurs, Faire diffuser plus de porteurs à l'extérieur du puits quantique se produit une recombinaison non radiative; La réduction de la profondeur des puits quantiques réduit la probabilité de recombinaison radiative des porteurs, Ce qui entraîne une diminution de l'efficacité lumineuse.
Dégradation des électrodes par Contact ohmique
Les électrodes sont UVC LED Composants clés de l'injection de courant dans la puce, La dégradation de ses performances affecte directement l'efficacité lumineuse de la puce.
Dans un long processus de travail, Le matériau de l'électrode subit une oxydation, Migration et diffusion. L'oxydation de l'électrode provoque une augmentation de sa résistance, Augmente la difficulté d'injection de courant, Faire diminuer le courant de fonctionnement de la puce, Réduisant ainsi la puissance de sortie optique. La migration et la diffusion du matériau de l'électrode peuvent également entraîner des modifications de la forme de l'électrode, Rupture du contact entre l'électrode et le matériau semi - conducteur, Influence davantage l'injection uniforme du courant.
La dégradation du Contact ohmique est également une cause importante d'atténuation de l'effet lumineux. Le Contact ohmique est la clé pour obtenir un contact de faible résistance entre l'électrode et le matériau semi - conducteur, La bonne ou la mauvaise qualité affecte directement l'efficacité d'injection du courant. Dans un long processus de travail, Vieillissement thermique et changements chimiques dans les zones de contact ohmiques, Provoque une augmentation de la résistance de contact. L'augmentation de la résistance de contact permet au courant de générer plus de chaleur Joule pendant l'injection, Non seulement réduira l'efficacité lumineuse de la puce, Peut également provoquer une augmentation de la température de la puce, Accélérer la dégradation des autres composants.
Influence des facteurs environnementaux externes
UVC LED L'environnement de travail de la puce a également un impact important sur son atténuation de l'effet lumineux.
La température est un effet UVC LED Un des facteurs clés de la performance des puces. La puce produit beaucoup de chaleur lorsqu'elle fonctionne, Si mauvaise dissipation de chaleur, Provoque une augmentation de la température de la puce. Les températures élevées aggravent l'évolution des défauts dans les matériaux, Dégradation de la structure du puits quantique et vitesse de dégradation des électrodes et des contacts ohmiques. En même temps, La température élevée augmente également la probabilité de recombinaison non radiative des porteurs, Réduire l'efficacité lumineuse.
L'humidité et les gaz corrosifs seront également UVC LED Les performances de la puce affectent négativement. Un environnement avec une humidité plus élevée provoque l'oxydation et la corrosion à la surface de la puce, Destruction de la structure de surface de la puce, Influence l'efficacité d'extraction de la lumière. Les gaz corrosifs réagissent chimiquement avec le matériau de la puce, Provoque une dégradation des propriétés des matériaux, Affecte à son tour l'effet lumineux de la puce.
En résumé, UVC LED L'atténuation de l'effet lumineux de la puce est un processus physique complexe, Impliquant des changements dans les caractéristiques des matériaux, Interface d'hétérojonction et dégradation de la structure du puits quantique, Dégradation des électrodes par Contact ohmique et facteurs environnementaux externes sous plusieurs aspects. Approfondir ces mécanismes physiques, Pour le développement haute performance, Longue durée de vie UVC LED La puce a une orientation importante. Le futur, En optimisant le processus de croissance des matériaux, Des mesures telles que l'amélioration de la conception structurelle des dispositifs et l'amélioration des performances d'encapsulation et de dissipation thermique, Inhibition efficace promise UVC LED Atténuation de l'effet lumineux de la puce, Pousser sa large application dans plus de domaines.